KR20160050247A

KR20160050247A - 공기 조화기 및 그 제어방법

Info

Publication number: KR20160050247A
Application number: KR1020140147975A
Authority: KR
Inventors: 박준성; 김동휘; 신일융
Original assignee: 엘지전자 주식회사
Priority date: 2014-10-29
Filing date: 2014-10-29
Publication date: 2016-05-11
Also published as: KR101644703B1

Abstract

본 발명은 공기 조화기 및 그 제어방법에 관한 것이다. 일 측면에 따른 공기 조화기는 실내기에 운전되는 부하량을 감지하는 부하 감지부; 상기 부하 감지부에 측정된 부하량을 기초로 상기 실내기에 구동에 필요한 냉매량을 판단하는 제어부; 및 상기 실내기에 유입되는 냉매를 열교환하여 저장 또는 상기 실내기로 배출하는 실외 열교환기; 상기 실외 열교환기의 냉매 유로 상에 구비되며, 상기 실외 열교환기에 저장되는 냉매량을 감지하기 위한 감지부; 및 상기 제어부의 명령에 따라 상기 실외 열교환기를 유동하는 냉매의 유동 방향을 조절하기 위한 밸브장치를 구동하는 밸브 구동부를 포함하고, 상기 제어부는 상기 부하 감지부에서 감지된 실내 부하량과 상기 감지부에서 감지된 냉매 저장량에 관한 정보에 기초하여, 상기 밸브 구동부의 구동을 통해 상기 밸브장치의 개도를 제어하는 것을 특징으로 한다.

Description

공기 조화기 및 그 제어방법 {An air conditioner and Method of controlling the same}

본 발명은 공기 조화기 및 그 제어방법에 관한 것이다.

공기 조화기는 소정공간의 공기를 용도, 목적에 따라 가장 적합한 상태로 유지하기 위한 기기이다. 일반적으로, 상기 공기 조화기에는, 압축기, 응축기, 팽창장치 및 증발기가 포함되며, 냉매의 압축, 응축, 팽창 및 증발과정을 수행하는 냉매 사이클이 구동되어, 상기 소정공간을 냉방 또는 난방할 수 있다.

상기 소정공간은 상기 공기 조화기는 사용되는 장소에 따라, 다양하게 제안될 수 있다. 일례로, 상기 공기 조화기가 가정이나 사무실에 배치되는 경우, 상기 소정공간은 집 또는 건물의 실내 공간일 수 있다. 반면에, 상기 공기 조화기가 자동차에 배치되는 경우, 상기 소정 공간은 사람이 탑승하는 탑승 공간일 수 있다.

공기 조화기가 냉방 운전을 수행하는 경우, 실외기에 구비되는 실외 열교환기가 응축기 기능을 하며 실내기에 구비되는 실내 열교환기가 증발기 기능을 수행한다. 반면에, 공기 조화기가 난방 운전을 수행하는 경우, 상기 실내 열교환기가 응축기 기능을 하며 상기 실외 열교환기가 증발기 기능을 수행한다.

도 1은 종래의 실외 열교환기의 구성을 보여주는 도면이다.

도 1을 참조하면, 종래의 실외 열교환기(1)에는, 다수의 열로 배열되는 다수의 냉매관(2)과, 상기 냉매관(2)의 단부가 결합되며 상기 냉매관(2)을 지지하는 결합 플레이트(3) 및 상기 냉매관(2)으로 냉매를 분지하거나 상기 냉매관(2)을 통과한 냉매가 합지되도록 하는 헤더(4)가 포함된다.

그리고, 상기 실외 열교환기(1)에는, 일 냉매관(2)으로부터 타 냉매관으로 냉매의 유동방향을 전환하여 주는 리턴튜브(7)가 더 포함된다. 일례로, 상기 리턴튜브(7)는, 2열을 이루는 냉매관(2) 중 제 1 열에 위치한 냉매관(1)으로부터 제 2 열에 위치한 냉매관으로 냉매의 유동방향을 전환할 수 있다.

상기 실외 열교환기(1)에는, 다수의 분배기(5,6)가 더 포함된다. 상기 다수의 분배기(5,6)에는, 상기 다수의 냉매관(2) 중 적어도 일부의 냉매관으로 냉매를 분지하여 유입시키는 제 1 분배기(5) 및 상기 다수의 냉매관(2) 중 나머지 냉매관으로 냉매를 분지하여 유입시키는 제 2 분배기(6)가 포함된다.

이와 같은 실외 열교환기(1)에 있어서, 냉매의 유동방향은 냉방 및 난방 운전시 반대로 형성된다.

일례로, 공기 조화기가 냉방 운전을 하는 경우, 상기 실외 열교환기(1)는 응축기로서 기능을 수행한다 (실선 화살표 참조).

상세히, 압축기에서 압축된 고압의 냉매는 상기 헤더(4)로 유입되어 다수의 냉매관(2)으로 분지되며, 상기 냉매관(2)을 유동하면서 실외공기와 열교환 된다. 상기 열교환 된 냉매는 상기 제 1 분배기(5) 및 제 2 분배기(6)에서 합지된 후 실내 열교환기 측으로 유동된다.

반면에, 공기 조화기가 난방 운전을 하는 경우, 상기 실외 열교환기(1)는 증발기로서 기능을 수행한다 (점선 화살표 참조).

상세히, 실내 열교환기에서 응축된 냉매는 팽창장치를 거치면서 감압되고, 상기 실외 열교환기(1)로 유입될 수 있다. 냉매는 상기 실외 열교환기(1)의 입구측에서 상기 제 1 분배기(5) 및 제 2 분배기(6)로 분지되며, 각 분배기에 연결된 다수의 분지배관을 통하여 상기 냉매관(2)으로 유입된다.

이 때, 냉매는 상기 냉매관(2)을 유동하는 과정에서 실외공기와 열교환 되며, 열교환 된 냉매는 상기 헤더(4)에서 합지되어 상기 압축기측으로 유동될 수 있다.

이러한 공기 조화기의 구동시, 실내기에 운전되는 부하량에 따라 요구되는 냉매량은 상이하다. 특히, 저부하 운전 시 요구되는 냉매량은 시스템 설계에 반영된 최대 부하에서의 요구되는 냉매량에 비해 적으므로 과잉의 냉매량은 저부하 운전 시 냉방 효율을 저하시키는 문제점이 있다.

이러한 과잉의 냉매를 저장하기 위해 별도의 저장소를 설치하는 방법이 제안되고 있으나, 상기 저장소에 저장된 냉매의 양 및 상태를 파악할 수 없는 문제점이 있다.

본 발명은 이러한 문제점을 해결하기 위하여 제안된 것으로서, 냉방 효율이 개선된 공기 조화기를 제공하는 것을 목적으로 한다.

상기 또는 다른 목적을 달성하기 위해 본 발명의 일 측면에 따르면, 실내기에 운전되는 부하량을 감지하는 부하 감지부; 상기 부하 감지부에 측정된 부하량을 기초로 상기 실내기에 구동에 필요한 냉매량을 판단하는 제어부; 및 상기 실내기에 유입되는 냉매를 열교환하여 저장 또는 상기 실내기로 배출하는 실외 열교환기; 상기 실외 열교환기의 냉매 유로 상에 구비되며, 상기 실외 열교환기에 저장되는 냉매량을 감지하기 위한 감지부; 및 상기 제어부의 명령에 따라 상기 실외 열교환기를 유동하는 냉매의 유동 방향을 조절하기 위한 밸브장치를 구동하는 밸브 구동부를 포함하고, 상기 제어부는 상기 부하 감지부에서 감지된 실내 부하량과 상기 감지부에서 감지된 냉매 저장량에 관한 정보에 기초하여, 상기 밸브 구동부의 구동을 통해 상기 밸브장치의 개도를 제어하는 것을 특징으로 하는 공기 조화기가 제공된다.

본 발명의 다른 측면에 따르면, 실내기에 냉방 운전이 구동되는 단계; 부하 감지부를 통해 상기 실내기에 운전되는 부하량 값이 감지되는 단계; 상기 감지된 부하량 값에 따라 제어부가 실외 열교환기를 순환하는 냉매의 저장여부를 판단하는 단계; 감지부를 통해 상기 실외 열교환기에 저장되는 냉매량을 감지하는 단계; 상기 감지된 냉매량에 따라 상기 제어부가 상기 실외 열교환기에 저장된 냉매의 배출 여부를 판단하는 단계를 포함 하는 공기 조화기의 제어 방법이 제공된다.

이러한 본 발명에 의하면, 공기 조화기의 냉방 운전 및 난방 운전시, 실내기에 운전되는 부하양에 따라 사이클을 수행하는 냉매의 양을 조절할 수 있어 냉난방 효율이 개선될 수 있다.

또한, 상기 실외 열교환기에 열교환된 냉매를 저장함으로써 사이클을 수행하는 냉매의 양을 감소할 수 있는 장점이 있다.

또한, 상기 실외 열교환기에 온도 센서 및 감지 센서를 구비함으로써 상기 실외 열교환기에 저장된 냉매의 양 및 상태를 파악할 수 있어 냉매 제어를 명확하게 수행할 수 있다는 장점이 있다.

도 1은 종래의 실외 열교환기의 구성을 보여주는 도면.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 공기 조화기의 구성을 보여주는 시스템 도면.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 실외 열교환기의 주요 구성을 보여주는 도면.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 실외 열교환기의 하부 헤더를 확대한 도면.
도 5 는 본 발명의 제 2 실시 예에 따른 실외 열교환기의 하부 헤더를 확대한 도면.
도 6는 본 발명의 따른 공기 조화기의 블록도.
도 7은 본 발명의 일 실시 예에 따른 냉매 제어 방법의 흐름도.
도 8은 본 발명의 제 2 실시 예에 따른 냉매 제어 방법의 흐름도.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 명세서에 개시된 실시 예를 상세히 설명하되, 도면 부호에 관계없이 동일하거나 유사한 구성요소는 동일한 참조 번호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다. 이하의 설명에서 사용되는 구성요소에 대한 접미사 "모듈" 및 "부"는 명세서 작성의 용이함만이 고려되어 부여되거나 혼용되는 것으로서, 그 자체로 서로 구별되는 의미 또는 역할을 갖는 것은 아니다. 또한, 본 명세서에 개시된 실시 예를 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 명세서에 개시된 실시 예의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다. 또한, 첨부된 도면은 본 명세서에 개시된 실시 예를 쉽게 이해할 수 있도록 하기 위한 것일 뿐, 첨부된 도면에 의해 본 명세서에 개시된 기술적 사상이 제한되지 않으며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.

도 2는 본 발명의 실시예에 따른 공기 조화기의 구성을 보여주는 시스템 도면이고, 도 3은 본 발명의 실시예에 따른 실외 열교환기의 주요 구성을 보여주는 도면이며, 도 4는 본 발명의 실시예에 따른 실외 열교환기의 하부 헤더를 확대한 도면이다.

도 2를 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 공기 조화기(10)에는, 실외에 배치되는 실외기 및 실내에 배치되는 실내기가 포함된다. 상기 실내기에는, 실내 공간의 공기와 열교환 되는 실내 열교환기가 포함된다. 도 2에는, 상기 실외기의 구성이 도시된다.

상기 공기 조화기(10)에는, 복수의 압축기(110,112)와, 상기 복수의 압축기(110,120)의 출구측에 배치되며 상기 복수의 압축기(110,120)에서 토출된 냉매 중 오일을 분리하기 위한 오일 분리기(120,122)가 포함된다.

상기 복수의 압축기(110,112)에는 병렬 연결되는 제 1 압축기(110) 및 제 2 압축기(112)가 포함된다. 상기 제 1 압축기(110) 및 제 2 압축기(112)의 출구측에는, 압축된 냉매의 온도를 감지하는 토출온도 센서(114)가 각각 제공될 수 있다.

그리고, 상기 오일 분리기(120,122)에는, 상기 제 1 압축기(110)의 출구측에 배치되는 제 1 오일 분리기(120) 및 상기 제 2 압축기(112)의 출구측에 배치되는 제 2 오일 분리기(122)가 포함된다.

상기 공기 조화기(10)에는, 상기 오일 분리기(120,122)로부터 상기 압축기(110,112)로 오일을 회수하기 위한 회수 유로(116)가 포함된다. 상기 회수유로(116)는 상기 제 1,2 오일분리기(120)의 각 출구측으로부터 연장되어 합지되며, 합지된 유로는 상기 제 1,2 압축기(110,112)의 입구측 배관에 연결될 수 있다.

상기 회수 유로(116)에는, 드라이어(127) 및 캐필러리(128)가 설치될 수 잇다.

상기 오일 분리기(120,122)의 출구측에는, 상기 압축기(110,112)에서 토출된 냉매의 토출 고압을 감지하기 위한 고압센서(125) 및 상기 고압센서(125)를 거친 냉매를 실외 열교환기(200) 또는 실내기 측으로 가이드 하는 유동 전환부(130)가 제공된다. 일례로, 상기 유동 전환부(130)에는, 사방 밸브가 포함될 수 있다.

상기 공기 조화기가 냉방 운전하는 경우, 냉매는 상기 유동 전환부(130)로부터 상기 실외 열교환기(200)로 유입된다. 반면에, 상기 공기 조화기가 난방 운전하는 경우, 냉매는 상기 유동 전환부(130)로부터 실내기(미도시)의 실내 열교환기측으로 유동한다.

상기 공기 조화기가 냉방 운전하는 경우, 상기 실외 열교환기(200)에서 응축된 냉매는 메인 팽창밸브(260, 전자팽창밸브)를 통과하며, 이 때 상기 메인 팽창밸브(260)는 완전 개방되어 냉매의 감압작용을 수행하지 않는다. 즉, 상기 메인 팽창밸브(260)는, 냉방 운전을 기준으로 상기 실외 열교환기(200)의 출구측에 설치될 수 있다.

상기 메인 팽창밸브(260)를 통과한 냉매는 방열판(265)을 통과하게 된다. 상기 방열판(265)은 발열 부품이 구비되는 전장 유닛에 제공될 수 있다.

일례로, 상기 발열부품에는 전원 모듈(Intelligent Power Module, IPM, 지능형 전력모듈)이 포함될 수 있다. 상기 IPM은 전력을 제어하는 전력 MOSFET이나 IGBT 등의 전력장치의 구동회로 및 자기보호 기능의 보호회로를 설치한 모듈로서 이해된다.

상기 응축된 냉매는 상기 방열판(265)에 결합되어, 상기 발열부품을 냉각시키게 된다.

상기 공기 조화기(10)에는, 상기 방열판(265)을 거친 냉매가 유입되는 과냉각 열교환기(270) 및 상기 과냉각 열교환기(270)의 입구측에 제공되어 냉매를 분지하는 과냉각 분배기(271)가 더 포함된다. 상기 과냉각 열교환기(270)는 시스템을 순환하는 제 1 냉매와, 상기 제 1 냉매 중 일부의 냉매(제 2 냉매)가 분지된 후 열교환되는 중간 열교환기로서 기능한다.

여기서, 상기 제 1 냉매는 상기 과냉각 분배기(271)를 거쳐 상기 과냉각 열교환기(270)로 유입되는 냉매이며 상기 제 2 냉매에 의하여 과냉각 될 수 있다. 반면에, 상기 제 2 냉매는 상기 제 1 냉매로부터 흡열할 수 있다.

상기 공기 조화기(10)에는, 상기 과냉각 열교환기(270)의 출구측에 제공되어 상기 제 1 냉매로부터 제 2 냉매가 분지되도록 하는 과냉각 유로(273)가 포함된다. 그리고, 상기 과냉각 유로(273)에는, 상기 제 2 냉매를 감압하기 위한 과냉각 팽창장치(275)가 제공된다. 상기 과냉각 팽창장치(275)에는, EEV(Electric Expansion Valve)가 포함될 수 있다.

상기 과냉각 유로(273)의 제 2 냉매는 상기 과냉각 열교환기(270)로 유입되어 상기 제 1 냉매와 열교환 된 후, 기액 분리기(280)의 입구측으로 유동할 수 있다. 상기 공기 조화기(10)에는, 상기 과냉각 열교환기(270)를 통과한 제 2 냉매의 온도를 감지하는 과냉각 토출온도 센서(276)가 더 포함된다.

상기 기액 분리기(280)는 냉매가 상기 압축기(110,112)로 유입되기 전 기상 냉매가 분리되도록 하는 구성이다. 분리된 기상 냉매가 상기 압축기(110,112)로 유입될 수 있다.

냉동 사이클이 구동되는 과정에서, 증발된 냉매는 상기 유동 전환부(130)를 거쳐 상기 기액 분리기(280)로 유입될 수 있으며, 이 때 상기 증발된 냉매는 상기 과냉각 열교환기(270)를 거친 제 2 냉매와 합지되어 상기 기액 분리기(280)로 유입된다.

상기 기액 분리기(280)의 입구측에는, 상기 압축기(110,112)로 흡입될 냉매의 온도를 감지하기 위한 흡입온도 센서(282)가 제공될 수 있다.

한편, 상기 과냉각 열교환기(270)를 통과한 제 1 냉매는 실내기 연결배관(279)을 통하여 실내기로 유입될 수 있다. 상기 공기 조화기(10)에는, 상기 과냉각 열교환기(270)의 출구측에 제공되어, 상기 과냉각 열교환기(270)를 통과한 제 1 냉매의 온도, 즉 과냉각 된 냉매의 온도를 감지하는 액관온도 센서(278)가 더 포함된다.

이하에서는, 상기 실외 열교환기(200) 및 그 주변 구성에 대하여 설명한다.

상기 공기 조화기(10)에는, 상기 유동 전환부(130)로부터 상기 실외 열교환기(200)의 일측에 연결되는 제 1 입출배관(201a) 및 상기 실외 열교환기(200)의 타측으로부터 상기 메인 팽창장치(260)로 연장되는 제 2 입출배관(201b)이 포함된다.

일례로, 상기 제 1 입출배관(201a)은 헤더(205)의 상부, 즉 상부 헤더(205a)에 연결되고, 상기 제 2 입출배관(201b)은 상기 헤더(205)의 하부, 즉 하부 헤더(205b)에 연결될 수 있다.

공기 조화기(10)의 냉방 운전시, 냉매는 상기 제 1 입출배관(201a)을 통하여 상기 실외 열교환기(200)로 유입되며, 상기 제 2 입출배관(201b)을 통하여 상기 실외 열교환기(200)로부터 배출된다.

반면에, 공기 조화기(10)의 난방 운전시, 냉매는 상기 제 2 입출배관(201b)을 통하여 상기 실외 열교환기(200)로 유입되며, 상기 제 1 입출배관(201a)을 통하여 상기 실외 열교환기(200)로부터 배출된다.

상기 실외 열교환기(200)에는, 다수의 열(列)과 단(段)을 이루는 냉매 배관(201)이 포함된다. 일례로, 상기 냉매 배관(201)은 가로 방향으로 2개의 열, 세로 방향으로 다수의 단을 이루도록 다수 개가 구비될 수 있으며, 다수의 냉매 배관(201)은 서로 이격되어 배치될 수 있다.

상기 다수의 냉매 배관(202)은 절곡하여 길게 연장될 수 있다. 일례로, 도 3을 기준으로, 상기 다수의 냉매 배관(202)은 지면의 후방으로 연장된 후 다시 전방으로 연장되도록 구성될 수 있다. 이 경우, 상기 다수의 냉매 배관(202)은 U 형상을 가질 수 있다.

상기 실외 열교환기(200)에는, 상기 냉매 배관(201)을 지지하는 결합 플레이트(203)가 더 포함된다. 상기 결합 플레이트(203)에는, 절곡된 형상을 가지는 냉매 배관(202)의 일측을 지지하는 제 1 플레이트(203a) 및 타측을 지지하는 제 2 플레이트(203b)가 포함된다. 상기 제 1 플레이트(203a) 및 제 2 플레이트(203b)는 상하 방향으로 길게 연장된다.

상기 실외 열교환기(200)에는, 상기 다수의 냉매 배관(202)의 단부에 결합되어, 일 냉매 배관(202)을 유동하는 냉매를 타 냉매 배관(202)으로 가이드 하는 리턴 배관(204)이 더 포함된다. 상기 리턴 배관(204)은 다수 개가 제공되며, 상기 제 1 플레이트(203a) 및 제 2 플레이트(203b)의 일측에 결합된다.

상기 실외 열교환기(200)에는, 냉매의 유동공간을 형성하는 헤더(205)가 더 포함된다. 상기 헤더(205)는, 공기 조화기(10)의 냉방 또는 난방운전 여부에 따라, 냉매를 상기 다수의 냉매배관(202)으로 분지하여 유입시키거나, 상기 다수의 냉매배관(202)에서 열교환 된 냉매를 합지하도록 구성될 수 있다. 상기 헤더(205)는 상기 제 1 플레이트(203a)의 연장방향에 대응하여, 상하 방향으로 길게 연장된다.

상기 헤더(205)와, 상기 제 1 플레이트(203a)의 사이에는, 다수의 냉매 유입관(232)이 연장된다. 상기 다수의 냉매 유입관(232)은, 상기 헤더(205)로부터 연장되어 상기 제 1 플레이트(203a)에 의하여 지지되는 냉매 배관(202)에 연결된다. 그리고, 상기 다수의 냉매 유입관(232)은 상하 방향으로 서로 이격되어 배치될 수 있다.

공기 조화기(10)의 냉방 운전시, 상기 헤더(205)내의 냉매는 상기 다수의 냉매 유입관(232)을 통하여 상기 냉매 배관(202)으로 유입될 수 있다. 반면에, 공기 조화기(10)의 난방 운전시, 상기 냉매 배관(202)의 냉매는 상기 냉매 유입관(232)을 통하여 상기 헤더(205)로 유입될 수 있다.

실외 열교환기(200)에는, 상기 하부 헤더(205b)로부터 상기 다수의 냉매 배관(202)으로 연장되는 다수의 냉매 유입관(232)이 포함된다. 상기 다수의 냉매 유입관(232)에는, 가장 낮은 위치에 배치되는 최하단 유입관(232a) 및 상기 최하단 유입관(232a)의 상측에 배치되는 다수의 상부 유입관(232b)이 포함된다.

그리고, 상기 다수의 냉매 유입관(232)에는, 상기 냉매 유입관(232)를 유동하는 냉매의 온도를 감지하기 위해 상기 다수의 냉매 유입관(232) 각각에 설치되는 온도 센서(290)가 구비될 수 있다. 상기 온도 센서(290)는 상기 최하단 유입관(232a)의 내측에 구비되는 제 1 온도 센서(291)와 상기 다수의 상부 유입관(232b)에 각각 구비되는 다수의 온도 센서(292, 298)를 포함한다. 즉, 상기 온도 센서(290)는 상기 다수의 냉매 유입관(232)에서 냉매가 유동하는 유로상에 각각 설치된다.

상기 온도 센서(290)는 상기 냉매 유입관에 유동하는 냉매의 온도를 감지하여 냉매의 상태 및 수위를 판단하는 바, 이에 대해서는 후술하기로 한다.

한편, 상기 온도 센서(290)는 상기 하부 헤더(205b)의 내부에 구비될 수도 있다. 이때에는, 상기 온도 센서(290)가 상기 하부 헤더(205b)의 저면으로부터 상방을 향해 일정거리 이격되어 복수 개로 구비될 수 있다. 상기 온도 센서(290)는 상기 하부 헤더(205b)의 냉매가 유동하는 유로 상에 구비된다.

또한, 상기 온도 센서(290)는 상기 냉매 배관(202)의 내부에 구비될 수도 있다. 이 경우, 상기 온도 센서(290)는 상기 냉매 배관(202)의 최하단을 기준으로 상방을 향해 일정 거리 이격되어 복수의 온도 센서(290)가 구비될 수 있다.

도 5 는 본 발명의 제 2 실시 예에 따른 실외 열교환기의 하부 헤더를 확대한 도면이다.

도 5를 참조하면, 상기 하부 헤더(205b)의 내측에는 상기 하부 헤더(205b)에 저장되는 냉매의 수위를 감지하기 위한 수위 센서(300)가 구비될 수 있다. 상기 수위 센서(300)는 상기 하부 헤더(205b)의 최 하측에 배치되는 제 1 수위 센서(301) 및 상기 제 1 수위 센서(301)의 상측에 배치되는 복수의 수위 센서(302, 308)를 포함할 수 있다. 상기 수위 센서(300)는 상기 하부 헤더(205b)의 내부 최 상단까지 구비될 수 잇다. 상기 수위 센서(300)는 냉매가 상기 실외 열교환기(200)의 하부에 저장될 때, 상기 하부 헤더(205b)에 저장된 냉매의 수위를 감지하여 냉매양을 감지한다.

상기 온도 센서(290)와 상기 수위 센서(300)는 어느 하나만 상기 실외 열교환기(200)에 구비될 수 있고, 상기 온도 센서(290)와 상기 수위 센서(300) 모두가 상기 실외 열교환기(200)에 구비될 수 도 있다.

상기 온도 센서(290)와 상기 수위 센서(300)의 작용 및 효과에 대해서는 후술하기로 한다.

상기 공기 조화기(10)에는, 난방 운전을 기준으로, 냉매를 상기 실외 열교환기(200)로 분지하여 유입시키기 위한 다수의 분배기(210,220)가 더 포함된다. 상기 다수의 분배기(210,220)에는, 제 1 분배기(210) 및 제 2 분배기(220)가 포함된다.

그리고, 상기 공기 조화기(10)에는, 상기 제 2 입출배관(201b)으로부터 상기 제 1 분배기(210) 및 제 2 분배기(220)로 분지되는 제 1 분배배관((211) 및 제 2 분배배관(221)이 더 포함된다. 상기 제 1 분배배관(211) 및 제 2 분배배관(221)은 분지부(201c)에서, 상기 제 1 분배기(210) 및 제 2 분배기(220)로 연장될 수 있다.

상기 공기 조화기(10)에는, 상기 제 1 분배배관(211)에 설치되어 상기 제 1 분배배관(211)을 유동하는 냉매량을 조절할 수 있는 제 1 밸브장치(215) 및 상기 제 2 분배배관(221)에 설치되어 상기 제 2 분배배관(221)을 유동하는 냉매량을 조절할 수 있는 제 2 밸브장치(225)가 더 포함된다.

상기 제 1 밸브장치(215) 및 제 2 밸브장치(225)에는, 개도 조절이 가능한 전자 팽창밸브(Electronic Expanion Valve)가 포함될 수 있다.

상기 공기 조화기(10)에는, 상기 제 1 분배기(210) 및 제 2 분배기(220)로부터 상기 다수의 냉매 배관(202)으로 연장되는 다수의 캐필러리 튜브(207)가 더 포함된다. 공기 조화기(10)의 난방 운전시, 냉매는 상기 제 1 분배기(210) 및 제 2 분배기(220)로 분지되며, 각각 다수의 캐필러리 튜브(207)를 통하여 상기 냉매 배관(202)으로 유동한다.

상기 공기 조화기(10)에는, 상기 다수의 캐필러리 튜브(207)와 상기 냉매 배관(202)을 연결하는 분지관(209)이 더 포함된다. 상기 분지관(209)은 상기 캐필러리 튜브(207)를 유동한 냉매를 2방향으로 분지하여 일 냉매 배관(202) 및 타 냉매 배관(202)으로 분지할 수 있다. 일례로, 상기 분지관(209)에는, Y 형상을 가지는 분지관이 포함될 수 있다. 상기 분지관(209)은 상기 다수의 캐필러리 튜브(207)의 수에 대응하여, 다수 개가 제공될 수 있다.

공기 조화기(10)의 난방 운전시, 상기 제 1 분배기(210)에 연결된 다수의 캐필러리 튜브(207)를 통하여 상기 냉매 배관(202)으로 유입된 냉매는 열교환 된 후 상기 헤더(205)의 상부 헤더(205a)로 유입된다. 그리고, 상기 제 2 분배기(220)에 연결된 다수의 캐필러리 튜브(207)를 통하여 상기 냉매 배관(202)으로 유입된 냉매는 열교환 된 후 상기 헤더(205)의 하부 헤더(205b)로 유입된다.

즉, 상기 헤더(205)에는, 상기 제 1 분배기(210)에 연통하는 상부 헤더(205a) 및 상기 제 2 분배기(220)에 연통하는 하부 헤더(205b)가 포함된다. 도 3에는, 상기 상부 헤더(205a)와 하부 헤더(205b)를 구획하는 가상의 구획선(ℓ1)이 표시된다.

상기 공기 조화기(10)에는, 상기 상부 헤더(205a)와 하부 헤더(205b)의 사이에 설치되는 체크 밸브(240)가 더 포함된다. 상기 체크 밸브(240)는, 상기 하부 헤더(205b)로부터 상부 헤더(205a)로의 냉매 유동을 허용하며, 상기 상부 헤더(205a)로부터 하부 헤더(205b)로의 냉매 유동을 제한한다.

따라서, 공기 조화기(10)의 난방 운전시, 상기 제 2 분배기(220)를 통하여 상기 냉매 배관(202)으로 유입된 냉매는 열교환 후 상기 하부 헤더(205b)로 유입되며, 상기 체크 밸브(240)에 의하여 가이드 되어 상기 상부 헤더(205b)로 유동할 수 있다. 그리고, 상기 제 1 분배기(210)를 통하여 상기 냉매 배관(202)으로 유입된 냉매는 열교환 후 상기 상부 헤더(205a)로 유입되며, 상기 하부 헤더(205b)로부터 유입된 냉매와 합지되어, 상기 제 1 입출배관(201a)으로 유동할 수 있다.

상기 공기 조화기(10)에는, 상기 제 1 분배배관(211)의 일 지점으로부터 상기 하부 헤더(205b)로 연장되는 연결배관(230)이 더 포함된다. 상기 연결배관(230)에는, 상기 연결배관(230)에서의 냉매 유량을 조절하는 제 3 밸브장치(235)가 설치될 수 있다. 일례로, 상기 제 3 밸브장치(235)에는, 온/오프 제어가 가능한 솔레노이드 밸브 또는 개도 조절이 가능한 전자 팽창밸브가 포함될 수 있다.

공기 조화기(10)의 냉방 운전시, 상기 제 1 분배기(210)에서 상기 제 1 분배배관(211)으로 유동한 냉매는 상기 연결배관(230)을 통하여 상기 하부 헤더(205b)로 유입될 수 있다.

이하에서는, 도 2 및 도 3을 참조하여, 공기 조화기의 난방운전 및 냉방운전시 공기 조화기(10)에서의 냉매 유동에 대하여 설명한다.

먼저, 공기 조화기가 난방운전을 수행하는 경우, 상기 제 1,2 압축기(110,112)에서 압축된 고온 고압의 냉매는 상기 제 1,2 오일 분리기(120,122)를 거치면서 오일이 분리되고 분리된 오일은 상기 회수유로(116)를 통하여 상기 제 1,2 압축기(110,112)로 복귀한다. 그리고, 오일이 분리된 냉매는 상기 유동 전환부(130)를 거쳐 실내기측으로 유동한다.

상기 실내기로 유입된 냉매는 실내 열교환기에서 응축되며, 응축된 냉매는 실내기 연결배관(279)을 통하여 상기 과냉각 열교환기(270)로 유입된다. 이 때, 일부의 냉매는 상기 과냉각 유로(273)로 분지되어 과냉각 팽창장치(275)에서 감압되어, 상기 과냉각 열교환기(270)로 유입될 수 있다.

따라서, 상기 응축된 냉매와, 상기 과냉각 유로(273)를 유동한 냉매는 서로 열교환 되어, 상기 응축된 냉매가 과냉각 될 수 있다.

상기 과냉각 열교환기(270)를 통과한 과냉각 냉매는 상기 방열판(265)을 거치면서 상기 전장 유닛의 발열 부품을 냉각하고 상기 메인 팽창밸브(260)에서 감압될 수 있다.

감압된 냉매는 상기 분지부(201c)에서 상기 제 1 분배배관(211) 및 제 2 분배배관(221)으로 분지되어 상기 제 1 분배기(210) 및 제 2 분배기(220)로 각각 유입될 수 있다. 이 때, 상기 제 1 밸브장치(215) 및 제 2 밸브장치(225)는 설정개도 이상으로 개방될 수 있다. 일례로, 상기 제 1 밸브장치(215) 및 제 2 밸브장치(225)는 완전 개방될 수 있다.

상기 제 1 분배기(210)로 유동한 냉매는 상기 다수의 캐필러리 튜브(207)를 거쳐 상기 냉매 배관(202)으로 유입되며, 열교환 후 상기 상부 헤더(205a)로 유입된다. 그리고, 상기 제 2 분배기(220)로 유동한 냉매는 상기 다수의 캐필러리 튜브(207)를 거쳐 상기 냉매 배관(202)으로 유입되며, 열교환 후 상기 하부 헤더(205b)로 유입된다. 이 때, 냉매는 열교환 하는 과정에서 증발될 수 있다.

상기 하부 헤더(205b)로 유입된 냉매는 상기 상부 헤더(205a)로 유동하여, 상기 상부 헤더(205a)로 유입된 냉매와 합지된다. 이 때, 상기 하부 헤더(205b)의 냉매는 상기 체크 밸브(240)를 경유하여 상기 상부 헤더(205a)로 유동할 수 있다 (점선 화살표 참조).

상기 합지된 냉매는 상기 상부 헤더(205a)에 연결된 제 1 입출배관(201a)으로 배출될 수 있으며, 상기 유동 전환부(130)를 거쳐 상기 기액 분리기(280)로 유입되고 분리된 기상 냉매가 상기 제 1,2 압축기(110,112)로 흡입될 수 있다. 이러한 사이클이 반복될 수 있다.

이와 같이, 공기 조화기(10)의 난방 운전시, 냉매는 제 1,2 분배기(210,220)를 통하여 상기 실외 열교환기(200)로 유입될 수 있고, 상기 제 1 분배기(210)측 유로와 제 2 분배기(220)측 유로를 모두 이용하여 열교환이 수행될 수 있다.

따라서, 실외 열교환기(200)에서의 냉매 유동경로는 짧아지는 반면, 상기 실외 열교환기(200)로 분지되는 경로의 수는 증가하게 된다. 결국, 냉매의 압력손실을 저감하고 이에 따라 증발 압력의 저하를 방지하여 증발 효율을 개선할 수 있다.

다음으로, 공기 조화기가 냉방운전을 수행하는 경우, 상기 제 1,2 압축기(110,112)에서 압축된 고온 고압의 냉매는 상기 제 1,2 오일 분리기(120,122)를 거치면서 오일이 분리되고 분리된 오일은 상기 회수유로(116)를 통하여 상기 제 1,2 압축기(110,112)로 복귀한다. 그리고, 오일이 분리된 냉매는 상기 유동 전환부(130)를 거쳐 제 1 입출배관(201a)으로 유동하며, 상기 실외 열교환기(200)의 헤더(205)로 유입된다.

상기 헤더(205)로 유입된 냉매는 상기 상부 헤더(205a)에 존재하게 되며, 상기 체크밸브(240)에 의하여 상기 하부 헤더(205b)로 유입되는 것이 제한된다.

상기 상부 헤더(205a)의 냉매는 상기 다수의 냉매 유입관(232)을 통하여 상기 제 1 플레이트(203a)에 고정된 냉매 배관(202)으로 유입된다. 상기 냉매 배관(202)의 냉매는 열교환 후 상기 분지관(209)을 통하여 상기 다수의 캐필러리 튜브(207)로 유동한다. 이 때, 냉매는 열교환 하는 과정에서 1차 응축될 수 있다.

상기 다수의 캐필러리 튜브(207)의 냉매는 상기 제 1 분배기(210)에서 합지되고, 상기 제 1 분배배관(211) 및 연결배관(230)을 통하여 상기 하부 헤더(205b)로 유입된다. 이 때, 상기 제 1 밸브장치(215)는 폐쇄되어, 냉매가 상기 분지부(201c)로 유동하는 것이 제한된다. 그리고, 상기 제 3 밸브장치(235)는 온 되거나 설정개도 이상으로 개방되어, 냉매가 상기 연결배관(230)으로 유동하는 것을 허용한다.

상기 하부 헤더(205b)로 유입된 냉매는 상기 다수의 냉매 유입관(232)을 거쳐 상기 제 1 플레이트(203a)에 고정된 다수의 냉매 배관(202)으로 유입된다. 그리고, 냉매는 상기 다수의 냉매 배관(202)을 유동하는 과정에서, 2차 응축될 수 있다.

상기 2차 응축된 냉매는 상기 분지관(209) 및 다수의 캐필러리 튜브(207)를 거쳐 상기 제 2 분배기(220)로 유입된다. 그리고, 상기 제 2 분배기(220)의 냉매는 상기 제 2 분배배관(221) 및 분지부(201c)를 거쳐 상기 제 2 입출유로(201b)를 유동하며, 상기 실외 열교환기(200)에서 배출된다.

상기 실외 열교환기(200)에서 배출된 냉매는, 상기 방열판(265) 및 과냉각 열교환기(270)를 거쳐 상기 실내기 측으로 유동할 수 있다. 냉매는 상기 실내기에서 팽창 및 증발한 후, 상기 유동 전환부(130) 및 기액 분리기(280)를 거쳐 상기 제 1,2 압축기(110,120)로 흡입될 수 있다. 이러한 사이클이 반복될 수 있다.

이와 같이, 공기 조화기(10)의 냉방 운전시, 상기 실외 열교환기(200)로 유입된 냉매는 상기 상부 헤더(205a)측에 연결된 냉매 배관(202)에서 1차 응축되고, 상기 하부 헤더(205b)측에 연결된 냉매 배관(202)에서 2차 응축됨으로써, 냉매의 유동경로가 길어지는 반면, 상기 냉매 배관(202)으로 분지되는 경로의 수는 줄어들게 된다. 결국, 냉매의 유속을 증가시키고 이에 따라 응축 압력을 저감하여 응축 효율을 개선할 수 있다.

한편, 상기 실내기에서 운전되는 부하량에 따라 상기 냉매 사이클을 수행하는 냉매의 양은 달라지게 된다. 따라서, 본 실시 예에서는 상기 실외 열교환기(200)의 하부에 상기 냉매를 저장하고, 상기 저장된 냉매를 제어한다.

도 6는 본 발명의 따른 공기 조화기의 블록도 이고, 도 7은 본 발명의 일 실시 예에 따른 냉매 제어 방법의 흐름도 이다.

도 6를 참조하면, 공기 조화기(10)는 제어부(20), 실내 부하 감지부(30), 센서부(40), 밸브 구동부(50), 메모리(60)를 포함할 수 있다. 도 6에 도시된 구성요소들은 공기 조화기기를 구현하는데 있어서 필수적인 것은 아니어서, 본 명세서 상에서 설명되는 공기 조화기(10) 위에서 열거된 구성요소들 보다 많거나, 또는 적은 구성요소들을 가질 수 있다.

보다 구체적으로, 상기 구성요소들 중 부하 감지부(30)는, 상기 실내기에서 운전되는 부하량을 감지한다. 따라서, 상기 감지된 부하량을 통해 제어부(20)는 상기 실외 열교환기(200)에서 저장 또는 열교환 되는 냉매를 조절한다.

상기 센서부(40)는, 상기 실외 열교환기(200)에 구비된 온도 센서(290) 및 수위 센서(300)를 포함할 수 있다. 상기 센서부(40)에서 센싱 된 측정값을 통해 상기 제어부(20)는 후술할 메모리(60)에 저장된 설정값과 비교하여 밸브 구동부(50)의 구동을 제어한다.

상기 밸브 구동부(50)는 상기 제 1 밸브장치(215)의 개도를 조절하는 제 1 밸브 구동부(51), 상기 제 2 밸브장치(225)의 개도를 조절하는 제 2 밸브 구동부(52) 및 상기 제 3 밸브장치(236)의 개도를 조절하는 제 3 밸브 구동부(53)를 포함한다. 상기 제어부(20)의 명령에 따라 상기 밸브 구동부(50)는 각각의 상기 밸브장치(215, 225, 236)를 독립적으로 개폐하거나, 개도를 조절한다.

상기 메모리(60)에는 설정값들이 입력되어 있다. 예를 들면 상기 설정값은, 열교환된 냉매의 온도값, 냉매를 저장하기 위한 실내기에 운전되는 부하량의 설정값, 상기 제 3 밸브장치(236)를 오프하기 위한 냉매 저장량 값들일 수 있다.

이하에서는, 냉매를 저장 및 제어하는 방법에 대해 설명하기로 한다.

설명의 편의를 위해 상기 공기 조화기가 냉방운전을 수행하는 경우를 일 예로 들어 설명한다.

도 7을 참조하면, 제어부(20)는 상기 부하 감지부(30)를 통해 상기 실내기에서 운전되는 부하량 값을 감지한다(S100). 감지된 상기 부하량 값은 상기 메모리에 저장된 설정 부하량 값과 비교된다.

상기 설정 부하량 값이라 함은, 일정 범위 이상의 냉매를 순환이 요구되는 실내기 부하값을 말한다. 다시 말하면, 상기 실외 열교환기(200)에서 냉매를 저장하지 않고, 열교환된 냉매를 모두 배출하기 위한 기준값이 의미한다. 따라서, 상기 감지된 부하량이 상기 설정 부하량 값보다 높을 경우 상기 실외 열교환기(200)는 열교환된 냉매를 설정량 이상 배출하기 위한 동작을 하게 되고, 상기 감지된 부하량이 상기 설정 부하량 값보다 낮을 경우 상기 실외 열교환기(200)는 열교환된 냉매의 설정량 이상의 냉매를 저장하고 일부만을 상기 실외 열교환기(200)에서 배출하게 된다.

이처럼, 상기 실내기에 운전되는 부하량 값에 따라 사이클을 수행하는 냉매의 양이 조절되므로, 냉매의 양을 줄일 수 있어 냉방효율이 증대되는 장점이 있다.

일 예로, 상기 기 설정된 실내기 부하값이 50%라고 할 경우, 상기 실내기에서 운전되는 부하량이 50% 이하라면 상기 실외 열교환기(200)는 열교환된 냉매의 일부를 상기 실외 열교환기(200)에 저장하게 된다. 그런데, 상기 실내기에서 운전되는 부하량이 50%를 초과하면 상기 실외 열교환기(200)는 더 이상 냉매를 저장하지 않고, 저장된 냉매 및 열교환된 냉매를 배출한다.

상세히, 상기 감지된 실내기 부하량 값이 기 설정값보다 높을 경우, 상기 실내기에 구동에는 상대적으로 많은 양의 냉매가 요구되므로, 상기 제어부(20)는 상기 밸브 구동부(50)를 통해 상기 제 1 밸브장치(215)는 폐쇄하고, 상기 제 2 밸브장치(225)는 개방하며, 상기 제 3 밸브장치(236)는 개방하게 된다(S200).

상기 제 1 밸브장치(215)는 폐쇄되고, 상기 제 2 밸브장치(225)는 개방되며, 상기 제 3 밸브장치(236)는 개방된 상태에서의 상기 실외 열교환기(200)에서 냉매 흐름에 대해 설명한다.

상기 상부 헤더(205a)로 유입된 냉매는 상기 다수의 냉매 유입관(232)을 통하여 상기 제 1 플레이트(203a)에 고정된 냉매 배관(202)으로 유입된다. 상기 냉매 배관(202)의 냉매는 열교환 후 상기 분지관(209)을 통하여 상기 다수의 캐필러리 튜브(207)로 유동한다. 그리고, 상기 다수의 캐필러리 튜브(207)의 냉매는 상기 제 1 분배기(210)에서 합지되고, 상기 제 1 분배배관(211) 및 연결배관(230)을 통하여 상기 하부 헤더(205b)로 유입된다. 상기 제 3 밸브장치(235)가 개방되어 있기 때문에, 냉매가 상기 연결배관(230)으로 유동하는 것을 허용한다.

그러나, 상기 상기 감지된 실내기 부하량 값이 기 설정값보다 낮을 경우, 상기 실내기에 구동에는 상대적으로 적은 냉매량이 요구되므로, 열교환된 냉매의 일부만 상기 실외 열교환기(200)에서 배출되고, 일부는 상기 실외 열교환기(200)에 저장된다.

상기 제어부(20)는 상기 밸브 구동부(50)를 제어하여, 상기 제 1 밸브장치(215)는 개방하고, 상기 제 2 밸브장치(225)는 폐쇄하며, 상기 제 3 밸브장치(236)는 개방시킨다(S120).

상기 제 1 밸브장치(215)는 개방되고, 상기 제 2 밸브장치(225)는 폐쇄되며, 상기 제 3 밸브장치(236)는 개방된 상태에서의 상기 실외 열교환기(200)에서 냉매 흐름에 대해 설명한다.

그리고, 상기 제 1 밸브 장치(215) 또한 개방되어 있기 때문에, 냉매가 일부는 상기 연결배관(230)으로 유동되고, 일부는 상기 실외 열교환기(200)에서 배출된다.

상기 2차 응축된 냉매는 상기 분지관(209) 및 다수의 캐필러리 튜브(207)를 거쳐 상기 제 2 분배기(220)로 유입된다. 그리고, 상기 제 2 분배기(220)의 냉매는 상기 제 2 분배배관(221) 및 분지부(201c)를 거쳐 상기 제 2 입출유로(201b)를 유동한다. 그런데 상기 제 2 밸브장치(221)가 폐쇄되어 있으므로 상기 제 2 입출유로(201b)로 유동된 냉매는 상기 실외 열교환기(200)에서 배출되는 것이 방지된다.

다시 말하면, 상기 1차 응축된 냉매의 일부는 상기 실외 열교환기(200)에서 배출되고, 나머지 일부는 상기 하부 헤더(205b)로부터 제 2 입출유로(201b) 사이에 저장된다. 따라서, 상기 실외 열교환기(200)는 냉매를 저장하는 냉매 저장소로서 역할한다.

한편, 상기 실외 열교환기(200) 하부에 저장된 냉매는 상기 실외 열교환기(200)의 냉매 저장량이 한계가 있으므로, 일정 범위 저장될 경우 상기 실외 열교환기(200)에서 배출되어야 한다. 따라서, 이하에서는 상기 실외 열교환기(200)의 저장된 냉매양을 감지하는 과정에 대해 설명하기로 한다.

먼저, 상기 저장된 냉매의 온도를 감지한다(S140).

상기 저장되는 냉매는 충분한 과냉을 통하여 저장된다. 그러므로, 도4 에서와 같이 상기 냉매는 중력에 의해 상기 하부 헤더(205b)의 가장 낮은 위치에서부터 저장된다. 따라서, 상기 냉매가 위치하는 지점의 온도와 냉매가 위치하지 않는 지점의 온도는 서로 다르게 된다.

상기 온도 센서(290)를 통해 상기 냉매 저장량을 판단할 경우, 최초에는 상기 최하단 유입관 또는 상기 하부 헤더(205b)의 최하단에 배치되는 제 1 온도 센서(291)가 다른 센서들에 비하여 낮은 온도를 측정하게 된다. 따라서, 상기 제 1 온도 센서(291)와 상기 제 2 온도 센서(292)에서 감지되는 온도 사이에는 일정 값 이상의 차이가 발생된다. 냉매가 계속적으로 저장되면, 상기 다수의 온도 센서(290) 중 일정 값 이상의 차이가 발생되는 지점에 구비된 온도 센서 까지가 상기 냉매가 저장된 지점이 됨을 감지할 수 있다. 상기 냉매가 위치하는 지점에서의 온도와 위치하지 않는 지점에서의 온도 차이값은 기설정되어 상기 메모리(60)에 저장될 수 있다.

일 예로 상기 기 설정 값을 20이라고 할 때, 상기 A지점에서 온도 센서의 수치가 -20으로 감지되고 B 지점에서 1도가 감지된다면 차이 값이 기 설정 값인 20을 초과하므로 냉매가 도 4와 같이 A 지점과 B 지점 사이의 어느 지점까지 액 냉매가 저장되었음을 감지 할 수 있다.

따라서, 상기 센서(290, 300)를 통해 저장된 냉매의 과냉도 및 냉매양이 판단된다(S160). 그리고, 제어부(20)는 판단된 냉매량 값에 따라 저장된 냉매량이 설정값을 초과하는 경우(S180), 상기 제 3 밸브 구동부(53)를 통해 상기 제 3 밸브장치(235)를 개방함으로써(S190) 저장된 냉매를 상기 실외 열교환기(200)에서 배출한다.

상기 저장된 냉매량이 설정값 미만인 경우에는 상기 제 1 밸브장치(215)는 개방되고, 상기 제 2 밸브장치(225)는 폐쇄되며, 상기 제 3 밸브장치(236)는 개방된 상태로 유지되어 상기 1차 응축된 냉매는 상기 실외 열교환기(200)에 하부에 계속 저장된다.

한편, 상기 온도 센서(190)는 통해 상기 저장된 냉매의 온도 및 과냉도가 측정되므로, 상기 실외 열교환기(200)에 저장되는 냉매의 상태를 확인할 수 있는 장점이 있다.

도 8은 본 발명의 제 2 실시 예에 따른 냉매 제어 방법의 흐름도 이다.

도 8을 참조하면, 저장된 냉매양은 상기 수위 센서(300)를 통해 확인할 수 도 있다. 전술한 바와 같이, 상기 수위 센서(300)를 상기 하부 헤더(205b)의 높이 방향으로 일정거리 이격시켜 구비하여 상기 냉매의 수위를 감지함으로써 상기 실외 열교환기(200)에 저장된 냉매양을 판단할 수 있다.

따라서, 제 1 실시 예의 온도를 감지하는 단계(S140)를 대신하여, 상기 수위 센서(300)를 통한 액 냉매의 수위를 감지함으로써(S240), 상기 하부 헤더(205b)에 유입된 액 냉매량을 파악할 수 있다.

Claims

실내기에 운전되는 부하량을 감지하는 부하 감지부;
상기 부하 감지부에 측정된 부하량을 기초로 상기 실내기에 구동에 필요한 냉매량을 판단하는 제어부;
상기 실내기에 유입되는 냉매를 열교환하여 저장 또는 상기 실내기로 배출하는 실외 열교환기; 및
상기 실외 열교환기의 냉매 유동 공간상에 구비되어, 상기 냉매의 유동 방향을 조절하기 위한 밸브장치를 포함하고,
상기 제어부는 상기 부하 감지부에서 감지된 실내 부하량에 기초하여, 상기 밸브장치의 개도를 제어하는 것을 특징으로 하는 공기 조화기.
제 1 항에 잇어서,
상기 실외 열교환기의 냉매 유로 상에 구비되며, 상기 실외 열교환기에 저장되는 냉매량을 감지하기 위한 감지부를 더 포함하며,
상기 제어부는 상기 감지부에서 감지된 냉매 저장량에 관한 정보에 기초하여, 상기 밸브장치의 개도를 제어하는 것을 특징으로 하는 공기 조화기.
제 1 항에 있어서,
상기 제어부는,
상기 실내기에 운전되는 부하량이 기설정범위 이하일 경우 상기 밸브장치의 개도를 조절하여 상기 실외 열교환기에 냉매를 저장하고,
상기 실내기에 운전되는 부하량이 기설정범위를 초과할 경우 상기 밸브장치를 조절하여 상기 실외 열교환기에 저장된 냉매를 배출하는 것을 특징으로 하는 공기 조화기.
제 2 항에 있어서,
상기 감지부는 상기 실외 열교환기에 저장되는 냉매의 온도를 감지하기 위한 온도 센서를 포함하는 공기 조화기.
제 4 항에 있어서,
상기 온도 센서는
상기 실외 열교환기의 최 하측에 배치되는 제 1 온도 센서; 및
상기 최하단 유입관의 상측에 배치되는 다수의 온도 센서를 포함하고,
상기 제 1 온도 센서 및 다수의 온도 센서에 의해 감지되는 온도 차이를 통해 상기 실외 열교환기에 저장되는 냉매량이 감지되는 것을 특징으로 하는 공기 조화기.
제 2 항에 있어서,
상기 감지부는 상기 냉매의 수위를 감지하기 위한 수위 센서를 포함하는 공기 조화기.
제 6 항에 있어서,
상기 수위 센서는
상기 실외 열교환기의 최 하측에 배치되는 제 1 수위 센서; 및
상기 최하단 유입관의 상측에 배치되는 다수의 수위 센서를 포함하고,
상기 제 1 온도 센서 및 다수의 수위 센서에 의해 감지되는 냉매의 수위를 통해 상기 실외 열교환기에 저장되는 냉매량이 감지되는 것을 특징으로 하는 공기 조화기.
제 1 항에 있어서,
상기 실외 열교환기에 저장되는 냉매를 배출하기 위한 설정값 및 실내 부하량 값에 대한 정보가 저장되는 메모리를 더 포함하고,
상기 제어부는 상기 메모리에 저장되는 값과 비교하여 상기 실외 열교환기에 저장되는 냉매의 배출 여부를 판단하는 것을 특징으로 하는 공기 조화기.
실내기에 냉방 운전이 구동되는 단계;
부하 감지부를 통해 상기 실내기에 운전되는 부하량 값이 감지되는 단계;
상기 감지된 부하량 값에 따라 제어부가 실외 열교환기를 순환하는 냉매의 저장여부를 판단하는 단계;
감지부를 통해 상기 실외 열교환기에 저장되는 냉매량을 감지하는 단계;
상기 감지된 냉매량에 따라 상기 제어부가 상기 실외 열교환기에 저장된 냉매의 배출 여부를 판단하는 단계를 포함 하는 공기 조화기의 제어 방법.
제 9 항에 있어서,
상기 제어부는,
상기 부하 감지부를 통해 감지되는 부하량 값이 설정 부하량 값보다 높을 경우 상기 실외 열교환기를 유동하는 냉매의 설정량 이상을 배출시키고,
상기 감지되는 부하량 값이 상기 설정 부하량 값보다 낮을 경우 상기 실외 열교환기를 유동하는 설정량 이상의 냉매는 저장하고 일부만 배출시키는 것을 특징으로 하는 공기 조화기의 제어 방법.
제 10 항에 있어서,
상기 실외 열교환기의 냉매 유로상에 구비되어 냉매의 유동 방향을 조절하는 밸브 장치를 더 포함하고,
상기 제어부는,
상기 밸브 장치의 구동을 통해 상기 냉매의 저장 및 배출을 조절하는 것을 특징으로 하는 공기 조화기의 제어 방법.
제 9 항에 있어서,
상기 감지부는,
상기 실외 열교환기의 냉매 유로상에 구비되어 냉매의 온도를 감지하는 온도 센서를 포함하고,
상기 온도 센서에 감지된 냉매의 온도 값을 통해 상기 실외 열교환기에 저장되는 냉매량이 감지되는 것을 특징으로 하는 공기 조화기의 제어 방법.
제 9 항에 있어서,
상기 감지부는,
상기 실외 열교환기의 냉매 유로상에 구비되어 냉매의 수위를 감지하는 수위 센서를 포함하고,
상기 수위 센서에 감지된 냉매의 수위 값을 통해 상기 실외 열교환기에 저장되는 냉매량이 감지되는 것을 특징으로 하는 공기 조화기의 제어 방법.
제 9 항에 있어서,
상기 제어부는,
상기 감지부에 감지된 냉매량이 설정범위를 초과한 경우 상기 실외 열교환기에 저장된 냉매를 배출시키고,
상기 감지부에 감지된 냉매량이 설정범위 보다 낮을 경우 상기 실외 열교환기를 유동하는 냉매를 상기 실외 열교환기에 저장하는 것을 특징으로 하는 공기 조화기의 제어 방법.